[发明专利]用于在铝连接导体上焊接太阳能电池触点的方法

说明书

背景技术

为了生产太阳能设备，需要将多个光伏太阳能电池相互连接。它们通常是串联的。

通常是将由银制成的末端触点施加到太阳能电池的正面和背面上，并且将用于连接这些单独的太阳能电池的连接导线通过粘合或软焊接（软钎焊）施加到这些触点上。

为了进行钝化，太阳能电池的背面配备有铝层，因为这提高了效率。然而，这种铝层具有用于配合这些可焊接的银末端触点的开口。此外，这种铝层降低了可焊接性。

作为替代方案，背面接触式太阳能电池被焊接到结构化的铜箔上。

这种焊接是例如通过激光焊接、IR焊接、热接触焊接、感应焊接或类似的方法进行的。铜具有16.5*10^-6/K的、比硅（2.6*10^-6/K）更高的热膨胀系数。在冷却过程中，铜连接器比硅更强烈地收缩，并且在太阳能电池上施加力，所述力导致了机械应力。所述机械应力导致在该太阳能电池内形成微裂纹。

对于在机械应力下可能的损伤而言，在机械应力过大时，太阳能电池表面上的微裂纹是非常关键的。这可能造成更大的裂纹，从而损伤太阳能电池。

镀锡的铜连接器通常被用作连接导线，因为它们可以容易地进行焊接并且具有高电导率。

然而，由于它们的高屈服点，使用铜连接器必然引起在焊接过程中太阳能电池破裂的危险性增大。

还提出了覆铜的铝连接器来解决这个问题。然而，它们需要制造复杂，并且其结果通常不是完全令人满意的。在薄的硅太阳能电池的情况下，破裂的危险特别大。

本发明的一个目的是提供一种方法，该方法尤其是在基于薄晶片的太阳能电池的情况下限制了在焊接过程中太阳能电池破裂的危险。

发明内容

这个目的通过在下面的这些要点中简要说明的本发明实现：

1.一种用于将连接导线连接到光伏太阳能电池上的方法，其中所述太阳能电池在上侧和下侧上具有金属化部分，该方法包括以下步骤：

-以所希望的方式将具有小于120N/mm²的0.2%屈服强度的铝或铝合金制成的焊料涂覆的连接导线设置在所述太阳能电池的金属化部分上；

-通过如IR焊接、感应焊接、热接触焊接、激光焊接、超声波焊接或热空气焊接的焊接方法在所述连接导线与所述太阳能电池之间建立电连接。

2.根据要点1所述的方法，其中将焊料材料设置在所述连接导线与所述太阳能电池的金属化部分之间。

3.根据要点2所述的方法，其中设置在预涂覆了焊料的连接导线与太阳能电池的金属化部分之间的焊料材料与该连接导线预涂覆的焊料材料或者是相同的或者是不同的。

4.根据要点1至3中一项或多项所述的方法，其中通过提供太阳能电池来设置该焊料材料，其中所述太阳能电池的一个或多个金属化部分通过具有焊料材料的焊料涂覆。

5.根据要点4所述的方法，其中用来对所述太阳能电池的金属化部分进行涂覆的焊料材料与用来对所述连接导线进行预涂覆的焊料材料是相同的或不同的。

6.根据要点4或5所述的方法，其中用来对所述太阳能电池的金属化部分进行涂覆的焊料材料与设置在所述连接导线与所述太阳能电池的金属化部分之间的焊料材料是相同的或不同的。

7.根据要点1至6中一项或多项所述的方法，其中由铝或铝合金制成的预涂覆了焊料的连接导线已经采用超声波用焊料进行了预涂覆。

8.根据要点1至7中一项或多项所述的方法，其中该连接导线是镀锡的。

9.根据要点1至8中一项或多项所述的方法，其中所述太阳能电池具有从30μm至600μm的晶片厚度。

10.根据要点1至9中一项或多项所述的方法，其中所述太阳能电池中至少一个的表面具有微裂纹。

11.根据要点1至10中一项或多项所述的方法，其中所述连接导线具有从100μm至1000μm的厚度。

12.根据要点1至11中一项或多项所述的方法，其中在超声波焊接过程中，用于施加超声波的超声波发生器以从10kHz至100kHz的频率运行。

13.根据要点1至12中一项或多项所述的方法，其中在焊接过程中不存在助焊剂。

14.一种焊料涂覆的连接导线，用于带或箔形式的太阳能电池，该连接导线具有如下截面，该截面包括由铝或铝合金制成的内芯并且在两侧上都具有焊料涂层，该连接导线具有比由对应地使用的内芯材料所制成的连接导线更低的屈服点。

15.根据要点14所述的连接导线，其中由铝或铝合金制成的该内芯是复合铝材料。